鋼箱梁制作方法及變形控制

鄧衛賢 王穎

摘 要：隨著我國交通的迅速發展，橋梁鋼箱梁結構也不斷的發展，鋼箱梁橋具有自重輕、強度高、壽命長和環保等明顯優勢被廣泛應用，鋼箱梁制作及焊接工作可以在工廠進行，可以使構件標準定型化、標準化，故鋼箱梁工廠制作的精度及變形控制顯的尤為重要。

關鍵詞：單元件制作；反變形；胎架

1 前言

北三環快速化工程西起南陽路立交西側，東至中州大道東側龍湖外環路，全長7.872公里。根據北三環規劃和道路現狀情況，全線采用高架橋形式，高架橋結構形式全部為鋼箱梁，標段N37、N38由我公司承制，約3453噸。

2 材料拼接

鋼板下料前將材質、爐批號進行移植后進行預處理，鋼板在長度方向可以拼接，最短拼接長度為1米。在寬度方向最短拼接寬度>200mm，箱形梁蓋、腹板接料焊縫可為十字型或T字型，T字型交叉點距離不得小于200mm，腹板縱向接料焊縫宜布置在受壓區。縱向、橫向的拼接焊縫中心線與附件或隔板的焊縫邊緣應錯開100mm以上，對接焊縫的質量要求：縱、橫向對接縫Ⅰ級，角焊縫Ⅱ級，焊縫無損檢測執行《公路橋涵施工技術規范》。

3 主橋鋼箱梁制作流程

鋼箱梁制作流程：零部件下料加工→板單元制造→鋼箱梁節段塊體單元制造→預拼裝→涂裝→發運。

3.1 零部件的下料加工

3.1.1 支座墊板機加工

支座墊板要求上下兩面加工，一面刨成平面，一面刨成與鋼箱梁底板緊密貼合的斜面，先加工平面，以平面為基準加工另一面的斜面。

3.1.2 人孔加強圈成型加工

橫隔板人孔加強圈采用多頭切割機下料，下料后用折彎機壓制成型后割制對接坡口，待裝配。

3.1.3 T肋加工

T肋由多頭火焰切割機抽條調校后，在專用生產線上組裝焊接，加工時控制T肋的制作精度。

3.1.4 U肋的加工

該橋底板、頂板U形肋斷面形式相同，板厚為8mm，工藝如下：下料兩長邊留出加工量→機加工兩長邊且加工坡口→在畫線平臺上劃線→在折彎機上壓制成型→校驗→驗收→對U肋除銹噴涂底漆（焊接坡口處不噴涂），待裝配。U肋彎制處不得有裂紋。

3.2 板單元制造

鋼箱梁板單元制造：

（1）檢查材料的外形尺寸及對角線、坡口等，底板和頂板寬度留+1mm的收縮余量，長度留30mm的余量，最后一節長度留100mm的余量，利用平臺劃出板塊體縱橫基準線及U肋的基準位置線及端口檢查線。

（2）在平臺上按線組裝U肋，特別要控制端口及隔板處的組裝精度。

（3）設計制作板單元反變形胎架，在胎架上采用“反變形”技術控制板單元的焊接變形，板單元在反變形胎架上采用機械卡緊固定，避免對板材的損傷，施焊時重點控制工藝參數、保證焊接外觀成型及內在質量，焊后按要求檢查探傷。

（4）以縱基準線修正橫基線，以基線劃底板單元橫隔板組裝位置線。

（5）在切割控制胎具上對腹板單元切割出坡口。

（6）對板單元進行報檢、標識、存放。

3.3 橫隔板單元制造

橫隔板采用數控下料，組裝人孔加強圈，報檢標識、存放。

3.4 鋼箱梁組裝流程

胎架平臺鋪設→底板拼裝→中間腹板組裝→橫隔板組裝→兩邊腹板組裝→橫隔板與腹板底板焊接→無損檢測→加勁肋組裝→頂板組裝→頂板與腹板、橫隔板焊接→變形調校→無損檢測→成品驗收

（1）鋼箱梁組裝采用“正裝法”，先鋪底板于胎架上，再安裝腹板，最后裝面板。

（2）搭設預拼裝胎架，胎架立桿在地面上用膨脹螺栓固定牢靠，根據起拱度在胎架橫梁用水準儀調整拼裝到橫梁上的模板，保證鋼橋拱度，模板頂面采用機加工刨平；將箱梁底板按基準線及拱度固定在模板上，每節梁各底板按要求拼裝在胎架上，且與胎架模板固定牢靠，各底板間用馬板固定，依據端面基準線作出底板長度方向的中心線；以端面基準線和長度方向中心線劃出腹板、邊豎板、隔板等零部件位置線。

（3）以端部基準線為基準，立內隔板及腹板，將腹板與內隔板點固，且間隙<0.5mm，腹板與底板間的組裝間隙△≤1mm。

（4）腹板裝后再裝配、點焊腹板外側內隔板及其它工藝隔板、支撐板。

（5）檢驗腹板與底板的吻合度，腹板及隔板的垂直度，各零件的位置尺寸，主梁內部采用CO2焊接，施焊人員對稱分布，由中心向兩端施焊，焊接采用多層多道焊，防止出現扭曲和彎曲現象。

（6）頂板按照拼裝底板的方法進行劃線和組裝，且與腹板長度方向錯口200mm，將頂板與腹板點焊牢固，組裝焊接完畢轉下道工序。

（7）鋼箱梁焊接前，應在梁的兩端頭設置T形引弧板及引出板，引弧板及引出板長度應大于或等于150mm，寬度應大于或等于100mm，焊縫引出長度應大于或等于60mm。引弧板及引出板應用氣割切除，嚴禁錘擊去除。為了防止焊接變形，焊接時應注意焊接方法、焊接順序，對焊接變形較大者應采取消除焊接殘余應力和焊接變形的工藝措施。施焊完畢，標記梁段號，梁段拼裝順序與吊裝順序相同。

（8）焊后檢驗：焊縫無損探傷執行《公路橋涵施工技術規范》：超聲波探傷：Ⅰ級，探傷部位：全長；Ⅱ級焊縫，探傷比例100%，探傷部位：兩端1100mm，中部1000mm。射線探傷：每片梁的下翼緣板及腹板各任抽一條對接焊縫進行射線探傷，對下翼緣板拍片2張，對腹板，焊縫兩端及中部各拍片1張，縫射線探傷檢驗標準按《金屬熔化焊焊接接頭照相》GB3323-2005執行。磁粉探傷：貼角焊縫：100%磁粉，Ⅱ級合格，探傷部位：兩端1100mm，執行標準為JB/T6061-2007。

（9）檢查合格后，鋼箱梁梁段余量切割，應先劃線定位，采用半自動切割機切割余量。

3.5 鋼箱梁整體預組裝

整體預拼裝是出廠前進行整體模擬拼裝，將制作好的分片構件在胎架上進行整體組裝，對各接頭進行調整，拼裝采用支墩，按照組裝基準線，依次拼裝，拱度、尺寸等各項檢查符合要求后分塊修正工地安裝坡口，梁段拆節轉防腐。

3.6 噴涂及圖層厚度檢測

按照合同及圖紙要求對鋼箱梁分節進行防腐處理，廠內所有構件涂裝時橋位焊縫兩側預留50mm不涂裝；采用磁性測厚儀檢測干膜厚度，按《色漆和清漆漆膜厚度的測定》GB/T13452.2規定進行。測量厚度時，以構件為測量單元，大構件以10㎡為一個測量單元，每個測量單元至少取三處基準面，每個基準面測量5個點，取算術平均值，涂層厚度應符合規定要求。

4 總結

本文系統分析介紹了鋼箱梁的制作流程，并重點采用單元件反變形胎架，保證了單元件制作精度，控制了頂板單元件及底板單元件的焊接變形，采用拼裝胎架，保證了整體鋼橋箱梁的拱度、整體尺寸及工地拼裝質量，解決了鋼箱梁制作過程中變形控制及質量控制難題。

參考文獻：

[1] JTG/TF50.公路橋涵施工技術規范[S].

[2] TB 10212.鐵路鋼橋制造規范[S].

[3] JB/T6061.無損檢測焊縫磁粉檢測[S].